RU150877U1 - GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL - Google Patents

GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL Download PDF

Info

Publication number
RU150877U1
RU150877U1 RU2014124941/06U RU2014124941U RU150877U1 RU 150877 U1 RU150877 U1 RU 150877U1 RU 2014124941/06 U RU2014124941/06 U RU 2014124941/06U RU 2014124941 U RU2014124941 U RU 2014124941U RU 150877 U1 RU150877 U1 RU 150877U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
storage
gas
fuel
pressure
compression device
Prior art date
Application number
RU2014124941/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ульрих КРАМЕР
Ян ЛИНЗЕЛЬ
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Application granted granted Critical
Publication of RU150877U1 publication Critical patent/RU150877U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0176Shape variable
    • F17C2201/0185Shape variable with separating membrane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0176Shape variable
    • F17C2201/019Shape variable with pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0617Single wall with one layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035High pressure (>10 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/025Reducing transfer time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

1. Система хранения газа для газового топлива (A), содержащая контейнер (2) для хранения, который имеет изменяемый объем (3) хранения для приема и отвода топлива (A), при этом предусмотрено компрессионное устройство (6), которое содержит разделительную перегородку (7), которая может подвергаться на одной стороне давлению (P) хранения введенного топлива (A), и выполнено с возможностью повышения давления (P) хранения внутри объема (3) хранения, которое уменьшается при отводе топлива (A), введенного в объем (3) хранения,отличающаяся тем, чтокомпрессионное устройство (6) может быть предварительно нагружено посредством ввода топлива (A) в объем (3) хранения, а разделительная перегородка (7) выполнена с возможностью создания усилия (R) реакции на давление (P) хранения, при этом объем (3) хранения может меняться посредством предварительного нагружения и/или разгрузки компрессионного устройства (6).2. Система хранения газа по п. 1, в которой разделительная перегородка (7) выполнена в некоторой области или областях в виде упругой диафрагмы, при этом компрессионное устройство (6) может быть предварительно нагружено посредством упругого изменения формы диафрагмы при вводе топлива (A).3. Система хранения газа по п. 1 или 2, в которой разделительная перегородка (7) присоединена к пружинному элементу (8), при этом пружинный элемент может быть предварительно нагружен посредством изменения положения разделительной перегородки (7) при вводе топлива (A).1. Gas storage system for gaseous fuel (A), containing a container (2) for storage, which has a variable storage volume (3) for receiving and removing fuel (A), while a compression device (6) is provided, which contains a partition (7), which can be subjected on one side to the storage pressure (P) of the injected fuel (A), and is configured to increase the storage pressure (P) inside the storage volume (3), which decreases when the fuel (A) introduced into the volume (3) storage, characterized in that the compression device (6) can be preloaded by introducing fuel (A) into the storage volume (3), and the partition (7) is configured to create a force (R) in response to pressure (P) storage, while the storage volume (3) can be changed by preloading and / or unloading the compression device (6). The gas storage system according to claim 1, in which the dividing baffle (7) is made in a certain area or areas in the form of an elastic diaphragm, wherein the compression device (6) can be preloaded by elastic changing the shape of the diaphragm when fuel (A) is injected. ... The gas storage system according to claim 1 or 2, in which the dividing wall (7) is connected to the spring element (8), the spring element can be preloaded by changing the position of the dividing wall (7) when fuel (A) is introduced.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH A USEFUL MODEL IS

Настоящая полезная модель относится к системе хранения газа для газового топлива, в частности, топлива для моторных транспортных средств, и к способу работы системы хранения газа такого типа для газового топлива.The present utility model relates to a gas storage system for gas fuel, in particular fuel for motor vehicles, and to a method for operating this type of gas storage system for gas fuel.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Транспортные средства с газовыми двигателями внутреннего сгорания, например, предусматривают использование сжиженного попутного газа (LPG), сжиженного природного газа (LNG), сжатого природного газа (CNG) или водорода (H2). В сравнении с жидким топливом, топливо, которое находится в газообразном виде, в особенности CNG и H2, обычно имеет проблему исключительно низкой объемной плотности энергии. Поскольку пространство, имеющееся в распоряжении для перевозки топлива, более того, подвергается ограничениям объема, поэтому, результатом является ограниченный и в целом относительно малый запас хода для работающих на газе транспортных средств.Vehicles with gas internal combustion engines, for example, include the use of liquefied petroleum gas (LPG), liquefied natural gas (LNG), compressed natural gas (CNG) or hydrogen (H2). Compared to liquid fuels, gaseous fuels, especially CNG and H2, usually have the problem of extremely low bulk energy density. Since the space available for transporting fuel is furthermore subject to volume restrictions, therefore, the result is a limited and generally relatively small power reserve for gas-powered vehicles.

Более того, низкая плотность энергии топлива в газообразном виде требует соответственно большого объемного потока в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Это, в свою очередь, требует впускных сопел с очень большими поперечными сечениями отверстия, продолжительными временами впуска и высокими давлениями газа, чтобы добиваться необходимого объемного потока. Тем не менее, возможные площади поперечного сечения проемов и времена для допущения газа в цилиндр ограничены.Moreover, the low energy density of the fuel in gaseous form requires a correspondingly large volume flow in the cylinder of the internal combustion engine. This, in turn, requires inlet nozzles with very large cross-sections of the hole, long inlet times and high gas pressures in order to achieve the required volumetric flow. However, the possible cross-sectional areas of the openings and the times for allowing gas into the cylinder are limited.

В частности, в комбинации с непосредственным впрыском (DI), максимальные размеры впускных сопел уже определены оставшимся пространством для установки. Здесь, любое увеличение наружного диаметра впускных сопел также имеет влияние на максимальное поперечное сечение его отверстия. Максимальная пропускная способность по объемному расходу была бы ограничена максимально достижимым поперечным сечением отверстия, которое определяется не только ходом клапана форсунки, но также непосредственно максимальным внутренним диаметром, а отсюда, максимальным наружным диаметром форсунки. Наружный диаметр форсунки строго ограничен размером и геометрией камеры сгорания, требуемыми поперечными сечениями клапанов замены заряда и пространством для установки для свечи зажигания. Традиционные наружные диаметры для наконечника форсунки находятся в диапазоне от 7,0 до 8,0. Более того, минимальное поперечное сечение форсунки не должно быть большим настолько, чтобы дозирование минимального количества - в качестве требуемого во время холостого хода - больше не работало надежным образом.In particular, in combination with direct injection (DI), the maximum dimensions of the inlet nozzles are already determined by the remaining installation space. Here, any increase in the outer diameter of the inlet nozzles also has an effect on the maximum cross section of its opening. The maximum throughput for volumetric flow rate would be limited by the maximum achievable cross-section of the hole, which is determined not only by the stroke of the nozzle valve, but also directly by the maximum inner diameter, and hence the maximum outer diameter of the nozzle. The outer diameter of the nozzle is strictly limited by the size and geometry of the combustion chamber required by the cross sections of the charge change valves and the space for installation for the spark plug. The traditional outside diameters for the nozzle tip range from 7.0 to 8.0. Moreover, the minimum nozzle cross-section should not be so large that the dosing of the minimum quantity — as required during idle — no longer works reliably.

Еще один способ достижения как можно большего поперечного сечения отверстия состоит в том, чтобы максимизировать ход иглы сопла, хотя это ограничено динамической характеристикой используемого привода. Максимальный ход иглы сопла внутри впускного сопла является сильно зависящим от технологии возбуждения, используемой с этой целью. Дополнительные ограничения являются результатом достижимых времен открывания и закрывания впускных сопел. Таким образом, возможности для достижения требуемого объемного расхода посредством увеличения площади поверхности сопел весьма ограничены.Another way to achieve the largest possible cross section of the hole is to maximize the stroke of the nozzle needle, although this is limited by the dynamic response of the drive used. The maximum stroke of the nozzle needle inside the inlet nozzle is highly dependent on the excitation technology used for this purpose. Additional limitations are the result of achievable opening and closing times for the intake nozzles. Thus, the possibilities to achieve the desired volumetric flow rate by increasing the surface area of the nozzles are very limited.

Времена закрывания особенно значимы в случае двигателей внутреннего сгорания с наддувом и с непосредственным впрыском. Таковые могут быть двигателями внутреннего сгорания, подвергаемыми наддуву, например, посредством турбонагнетателя или компрессора. С этими двигателями, полезно минимизировать выбросы, например, не выполнять впрыск до того, как закрыт впускной клапан, при полной нагрузке на низких скоростях вращения двигателя. До такой степени, здесь можно изначально использовать уже сжатое состояние газового топлива. Если впрыск выполнялся до закрывания впускного клапана, газовое топливо было бы должно расширяться обратно до требуемого давления наддува, которое обычно имеет значение абсолютной величины приблизительно от 1,0 до 2,5 бар. В таком случае, должно было бы выполняться возобновленное сжатие посредством системы наддува. Это привело бы к повышенному спросу на давление наддува. Более того, преимущества непосредственного впрыска были бы сведены к нулю, и двигатель внутреннего сгорания вел бы себя подобно системе центрального впрыска (PFI = впрыск топлива во впускной канал), что касается его рабочих характеристик давления наддува. Результатом были бы значительные потери крутящего момента на низких скоростях вращения.Closing times are especially significant in the case of supercharged and direct injection internal combustion engines. These may be internal combustion engines subjected to pressurization, for example, by means of a turbocharger or compressor. With these engines, it is useful to minimize emissions, for example, not to inject before the intake valve is closed, at full load at low engine speeds. To such an extent, here you can initially use the already compressed state of gas fuel. If the injection was performed before closing the intake valve, the gas fuel would have to expand back to the desired boost pressure, which usually has an absolute value of about 1.0 to 2.5 bar. In such a case, renewed compression would have to be carried out by means of a boost system. This would lead to increased demand for boost pressure. Moreover, the benefits of direct injection would be nullified, and the internal combustion engine would behave like a central injection system (PFI = fuel injection into the inlet), as regards its boost pressure performance. The result would be significant torque loss at low rotational speeds.

Поздно проявляющееся требование к впрыску предоставляет возможность всего лишь очень ограниченного интервала для впрыска, особенно на высоких скоростях вращения двигателя, поскольку время впрыска уменьшается пропорционально увеличению скорости вращения двигателя. В случае требования полной нагрузки также на низких скоростях вращения двигателя, интервалы для впрыска весьма ограничен, поскольку впрыск до закрывания впуска приводил бы к очень высоким выбросам несгоревшего топлива именно в случае двигателей с турбонагнетателем, которые работают с фазами распределения, вызывающими большое перекрытие клапанов в этом диапазоне. Уменьшение перекрытия клапанов замены заряда для предоставления удлиненного временного интервала для впрыска ведет к значительному падению крутящего момента при работе на полной нагрузки на низких скоростях вращения двигателя.The late-manifested requirement for injection provides an opportunity for only a very limited interval for injection, especially at high engine speeds, since the injection time decreases in proportion to the increase in engine speed. In the case of the requirement of full load also at low engine speeds, the intervals for injection are very limited, since injection before closing the intake would lead to very high emissions of unburned fuel in the case of engines with a turbocharger that operate with distribution phases that cause a large overlap of valves in this range. Reducing the overlap of charge replacement valves to provide an extended time interval for injection leads to a significant drop in torque when operating at full load at low engine speeds.

Чтобы увеличить поток топлива, последний подход состоит в том, чтобы повышать давление газа. Известные безнаддувные двигатели на CNG работают с давлением газа приблизительно от 3,0 до 5,0 бар (по абсолютной величине). В противоположность, более передовые современные двигатели с турбонаддувом требуют давления газа вплоть до приблизительно от 7,0 до 9,0 бар. Чтобы добиться этого, давление газа, преобладающее в газовых баках, ограничивается до соответственно требуемого рабочего давления. Когда полны, давление газа в баках для CNG имеет значение около 200 бар (при 15°C) наряду с тем, что, в случае газовых баков для работающих на водороде транспортных средствах, оно имеет значение вплоть до 700 бар.To increase fuel flow, the latter approach is to increase gas pressure. Known naturally aspirated CNG engines operate at a gas pressure of between about 3.0 and 5.0 bar (absolute value). In contrast, more advanced modern turbocharged engines require gas pressures up to about 7.0 to 9.0 bar. To achieve this, the gas pressure prevailing in the gas tanks is limited to the correspondingly required operating pressure. When full, the gas pressure in the CNG tanks is about 200 bar (at 15 ° C), while in the case of gas tanks for hydrogen-powered vehicles, it has a value of up to 700 bar.

Для уменьшения времен впрыска, рабочее давление газа для работы было бы должно дополнительно повышаться. В этом контексте, однако, используемые газовые баки не могут расширяться сверх применяемых на данный момент уровней давления газа. Будущие двигатели на CNG будут создавать большие требования в отношении требуемого рабочего давления, которое будет иметь значение от 10 до 30 бар (по абсолютной величине). Как результат, запас хода транспортного средства, работающего таким образом, который должен считаться критическим в любом случае, будет еще больше уменьшаться.To reduce injection times, the working gas pressure for operation would have to be further increased. In this context, however, the gas tanks used cannot expand beyond the currently applied gas pressure levels. Future CNG engines will create greater demands on the required operating pressure, which will range from 10 to 30 bar (in absolute value). As a result, the power reserve of a vehicle operating in such a manner, which should be considered critical in any case, will be further reduced.

В EP 1333168 A1 (опубл. 06.08.2003, МПК F02B 43/00, F02D 19/02, F02D 41/00) раскрыт оптимизированный способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который питается природным газом. Чтобы добиться этого, в верхнем диапазоне частичных нагрузок и в диапазоне полной нагрузки, природный газ впрыскивается непосредственно в цилиндр двигателя к концу такта впуска или в начале такта сжатия. Впрыск должен происходить в диапазоне углов поворота кривошипа за 210° и 90° до верхней мертвой точки, чтобы улучшать коэффициент полезного действия двигателя, не повышая давления газа, подаваемого из газового бака.EP 1333168 A1 (publ. 06.08.2003, IPC F02B 43/00, F02D 19/02, F02D 41/00) discloses an optimized method of operation of a four-stroke internal combustion engine that is powered by natural gas. To achieve this, in the upper partial load range and in the full load range, natural gas is injected directly into the engine cylinder at the end of the intake stroke or at the beginning of the compression stroke. Injection should occur in the range of crank angle of rotation of 210 ° and 90 ° to top dead center in order to improve engine efficiency without increasing the pressure of the gas supplied from the gas tank.

В DE 102006048498 A1 (опубл. 17.04.2008, МПК F02D 19/02, F02D 45/00, F02M 21/04) показывает работающий на газе двигатель внутреннего сгорания, в котором газовое топливо впрыскивается в камеру сгорания цилиндра двигателя внутреннего сгорания традиционным образом. Для этой цели, предусмотрена по меньшей мере одна форсунка, через которую газ из газового бака вводится в камеру сгорания. Здесь, давление газа, действующее на форсунку, приблизительно соответствует давлению в газовом баке.DE 102006048498 A1 (publ. 17.04.2008, IPC F02D 19/02, F02D 45/00, F02M 21/04) shows a gas-fired internal combustion engine in which gas fuel is injected into the combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine in a conventional manner. For this purpose, at least one nozzle is provided through which gas from the gas tank is introduced into the combustion chamber. Here, the gas pressure acting on the nozzle approximately corresponds to the pressure in the gas tank.

В US 5,454,408 A (опубл. 03.10.1995, МПК F04B 9/117, F17B 1/26, F17C 13/02) раскрыта система хранения и выдачи для сжатого природного газа (CNG), которая выбрана в качестве наиболее близкого аналога к заявляемой полезной модели. Таковая имеет изменяемый объем, который может меняться в зависимости от внутреннего давления. С этой целью, по меньшей мере один бак для CNG поделен на две области, которые отделены друг от друга непроницаемой граничной поверхностью. Чтобы компенсировать падение давления в газовой области бака, в то время как забирается газ, гидравлическая текучая среда может накачиваться в область текучей среды. Таким образом, заправочное давление выше внутреннего давления газового бака, который должен заправляться, может поддерживаться или вырабатываться, например, чтобы заправлять работающее на газе транспортное средство.US 5,454,408 A (publ. 03/10/1995, IPC F04B 9/117, F17B 1/26, F17C 13/02) discloses a storage and delivery system for compressed natural gas (CNG), which is selected as the closest analogue to the claimed useful models. This has a variable volume, which can vary depending on the internal pressure. To this end, at least one tank for CNG is divided into two areas that are separated from each other by an impenetrable boundary surface. In order to compensate for the pressure drop in the gas region of the tank while the gas is being taken, the hydraulic fluid may be pumped into the region of the fluid. Thus, the refueling pressure is higher than the internal pressure of the gas tank to be refueled, can be maintained or generated, for example, to refuel a gas-powered vehicle.

В US 5,253,682 A (опубл. 19.10.1993, МПК F04B 9/107, F04B 9/117, F17C 5/06) подобным образом раскрыто устройство для выдачи газа, которое имеет множество газовых баллонов. Газовые баллоны используются для транспортировки газа и имеют газовый резервуар и водяной резервуар, который отделен от газового резервуара поршнем. После того, как газовый баллон был заправлен газом, водяной резервуар на противоположной стороне может наполняться водой, чтобы перемещать поршень в направлении газового резервуара.US 5,253,682 A (publ. 10/19/1993, IPC F04B 9/107, F04B 9/117, F17C 5/06) similarly disclosed a device for dispensing gas, which has many gas cylinders. Gas cylinders are used to transport gas and have a gas tank and a water tank, which is separated from the gas tank by a piston. After the gas cylinder has been filled with gas, the water tank on the opposite side can be filled with water to move the piston in the direction of the gas tank.

В US 5,868,122 A (опубл. 09.02.1999, МПК F02M 21/02) раскрыто устройство для подачи газового топлива, в частности CNG, для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства с обратной каскадной компоновкой. Устройство служит для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания под высоким давлением. С этой целью, предусмотрены множество контейнеров 2, 4, 6, 8 для хранения, аккумулятор 10 высокого давления, промежуточный аккумулятор 12 и множество клапанов V1, V2, V3, V4. Двигатель 56 внутреннего сгорания питается газом посредством аккумулятора 10 высокого давления, при этом аккумулятор высокого давления присоединен к контейнерам для хранения. Как только давление внутри аккумулятора высокого давления падает ниже заданного значения, оно вновь повышается посредством интенсификатора 24. Интенсификатор приводится в действие насосом 26, при этом интенсификатор питается газом посредством контейнеров для хранения.US 5,868,122 A (publ. 09.02.1999, IPC F02M 21/02) discloses a device for supplying gas fuel, in particular CNG, for an internal combustion engine of a vehicle with a reverse cascade arrangement. The device serves to supply gas to the internal combustion engine under high pressure. To this end, a plurality of storage containers 2, 4, 6, 8 are provided, a high pressure accumulator 10, an intermediate accumulator 12, and a plurality of valves V1, V2, V3, V4. The internal combustion engine 56 is powered by gas via a high pressure accumulator 10, wherein the high pressure accumulator is connected to storage containers. As soon as the pressure inside the high-pressure accumulator drops below a predetermined value, it again rises by means of the intensifier 24. The intensifier is driven by the pump 26, while the intensifier is powered by gas through storage containers.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИESSENCE OF A USEFUL MODEL

Системы для повышения давления газа, которые известны в уровне техники, все используют устройства, которые предусматривают по меньшей мере опосредованное соединение с двигателем внутреннего сгорания, который должен приводиться в действие. Как результат, энергия, требуемая для возбуждения этих систем повышения энергии, в конечном счете, пропадает из энергетического баланса двигателя, который должен работать. Это, в частности, приводит к повышению расхода топлива.Systems for increasing gas pressure, which are known in the prior art, all use devices that provide at least indirect connection with an internal combustion engine, which must be driven. As a result, the energy required to energize these energy-boosting systems ultimately disappears from the energy balance of the engine that is supposed to work. This, in particular, leads to an increase in fuel consumption.

Исходя из уровня техники, лежащая в основе задача настоящей полезной модели состоит в том, чтобы представить систему хранения газа для газового топлива и способ работы системы хранения газа такого типа, посредством которых, давление хранения, которое иначе убывало бы при отводе газового топлива, повышается несмотря на улучшение энергетического баланса двигателя внутреннего сгорания, который должен работать.Based on the prior art, the underlying objective of this utility model is to provide a gas storage system for gas fuels and a method for operating a gas storage system of this type by which the storage pressure, which otherwise would decrease when the gas fuel is removed, increases to improve the energy balance of the internal combustion engine, which should work.

Эта задача решена системой хранения газа для газового топлива, имеющей признаки по пункту 1 формулы полезной модели, и способом работы системы хранения газа такого типа. Кроме того, особенно полезные варианты осуществления раскрыты соответствующими зависимыми пунктами формулы полезной модели.This problem is solved by a gas storage system for gas fuel, having the characteristics of paragraph 1 of the utility model formula, and by the method of operation of this type of gas storage system. In addition, particularly useful embodiments are disclosed by the corresponding dependent claims of the utility model.

Следует отметить, что признаки, представленные по отдельности, в последующем описании могут комбинироваться технически значимым образом и давать начало дополнительным вариантам осуществления полезной модели. Описание дополнительно характеризует и детально излагает полезную модель, в частности, совместно с фигурами.It should be noted that the features presented separately in the following description can be combined in a technically significant way and give rise to additional options for implementing the utility model. The description further characterizes and details the utility model, in particular, together with the figures.

Согласно полезной модели, система хранения газа содержит контейнер для хранения, который имеет изменяемый объем хранения для приема и отвода газового топлива. Контейнер для хранения также может указываться ссылкой как газовый бак, который должен быть выполнен в соответствии с внутренними давлениями газового топлива, которое должно храниться в нем, которые должны сдерживаться. Конечно, любые колебания температуры также должны одновременно учитываться. Таковые могут приводить к изменению объема, а отсюда, к дополнительной нагрузке на контейнер для хранения. Более того, должны соблюдаться соответствующие правила безопасности, относящиеся к таким контейнерам для хранения.According to a utility model, a gas storage system comprises a storage container that has a variable storage volume for receiving and discharging gas fuel. The storage container may also be referred to as a gas tank, which must be made in accordance with the internal pressure of the gas fuel, which must be stored in it, which must be restrained. Of course, any temperature fluctuations must also be taken into account simultaneously. These can lead to a change in volume, and hence, to an additional load on the storage container. Moreover, the relevant safety rules for such storage containers must be followed.

В качестве особенно предпочтительного варианта выбора, система хранения газа является мобильной системой. Другими словами, система хранения газа предпочтительно может быть установлена на или в транспортном средстве, связанным с двигателем внутреннего сгорания, который должен работать. Более того, система хранения газа также пригодна для стационарных применений, например, в связи с хранением газового топлива, для неподвижной установки газового бака или заправочной станции.As a particularly preferred option, the gas storage system is a mobile system. In other words, the gas storage system can preferably be mounted on or in a vehicle associated with an internal combustion engine that is to be operated. Moreover, the gas storage system is also suitable for stationary applications, for example, in connection with the storage of gas fuel, for the fixed installation of a gas tank or gas station.

Компрессионное устройство, более того, предусмотрено в связи с системой хранения газа согласно полезной модели. Компрессионное устройство предусмотрено и соответственно выполнено с возможностью повышения давления хранения внутри объема хранения, какое давление убывает при отводе топлива, введенного в объем хранения. Как уже пояснено выше, давление хранения внутри объема хранения обычно убывает по мере того, как отводится увеличивающееся количество газового топлива. Компрессионное устройство служит для обеспечения достаточно высокого давления топлива, чтобы выдавать требуемый объемный расход, даже когда объем хранения опустошается все больше и больше.A compression device is furthermore provided in connection with a gas storage system according to a utility model. A compression device is provided and accordingly configured to increase the storage pressure inside the storage volume, which pressure decreases during the removal of fuel introduced into the storage volume. As already explained above, the storage pressure inside the storage volume usually decreases as an increasing amount of gas fuel is withdrawn. The compression device serves to provide a sufficiently high fuel pressure to produce the required volumetric flow, even when the storage volume is emptied more and more.

Компрессионное устройство имеет разделительную перегородку, которая может подвергаться, на одной стороне, давлению хранения введенного топлива. На одной стороне, эта разделительная перегородка находится в расширенном поверхностном контакте, по меньшей мере в некоторой области или областях, с введенным газовым топливом.The compression device has a dividing wall, which may be subjected, on one side, to the storage pressure of the introduced fuel. On one side, this partition wall is in extended surface contact, in at least some region or regions, with the introduced gas fuel.

Разделительная перегородка, таким образом, преимущественно служит, чтобы давать возможность реального предварительного нагружения компрессионного устройства. Для достижения этого, компрессионное устройство может быть выполнено в виде надлежащего накопительного устройства для потенциальной энергии посредством разделительной перегородки. Здесь, указанная энергия подается посредством сжатого газового топлива и накапливается при заправке объема хранения.The partition wall thus advantageously serves to enable real preloading of the compression device. To achieve this, the compression device can be made in the form of an appropriate storage device for potential energy through a dividing wall. Here, the indicated energy is supplied by means of compressed gas fuel and is accumulated during refueling of the storage volume.

Согласно полезной модели, компрессионное устройство выполнено таким образом, чтобы оно могло предварительно нагружаться посредством ввода газового топлива в объем хранения контейнера для хранения. Разделительная перегородка выполнена для создания усилия реакции на давление хранения. Изменяемый объем хранения предоставляет возможность меняться объему, имеющемуся в распоряжении для хранения газового топлива. Согласно полезной модели, объем хранения может меняться предварительным нагружением и/или разгрузкой компрессионного устройства.According to a utility model, the compression device is designed so that it can be preloaded by introducing gas fuel into the storage volume of the storage container. The dividing wall is made to create a reaction force to the storage pressure. The variable storage volume provides the ability to change the volume available for storing gas fuel. According to a utility model, the storage volume can be changed by preloading and / or unloading the compression device.

Конкретное преимущество здесь состоит в конструкции компрессионного устройства. Согласно полезной модели, это дает накопительное устройство для потенциальной энергии. Здесь, оно действует в качестве устройства накопления механической энергии, которое, после предварительного нагружения, не требует никакой дополнительной энергии для необходимого повышения давления внутри объема хранения. Следовательно, накопленная энергия, присутствующая при заправке объема хранения, используется для предварительного нагружения компрессионного устройства посредством самого газового топлива. Это возможно потому что топливо вводится на уровне давления выше максимального давления хранения. Указанная энергия давления используется, по меньшей мере частично, для предварительного нагружения компрессионного устройства при заправке.A particular advantage here is the design of the compression device. According to a utility model, this provides a storage device for potential energy. Here, it acts as a mechanical energy storage device, which, after preloading, does not require any additional energy for the necessary increase in pressure within the storage volume. Consequently, the accumulated energy present during refueling of the storage volume is used to preload the compression device by the gas fuel itself. This is possible because fuel is introduced at a pressure level above the maximum storage pressure. Said pressure energy is used, at least in part, for pre-loading the compression device during refueling.

Таким образом, требуемое повышение давления, соответственно, не создается исключительно активно при работе двигателя внутреннего сгорания, но пассивно является результатом компрессионного устройства, предварительно нагруженного таким образом. Результатом является значительно лучший энергетический баланс для двигателя внутреннего сгорания. С другой стороны, указанный двигатель может работать в течение большего срока с отвечающим требованиям давлением, например, посредством газового топлива, которое перевозится. С другой стороны, компрессионное устройство, предварительно нагруженное заранее, не требует никакой энергии для достижения необходимого повышения давления, которая накладывала бы дополнительную нагрузку на двигатель внутреннего сгорания.Thus, the required increase in pressure, respectively, is not created exclusively actively during operation of the internal combustion engine, but passively is the result of a compression device previously loaded in this way. The result is a significantly better energy balance for an internal combustion engine. On the other hand, the specified engine can operate for a longer period with an appropriate pressure, for example, by means of gas fuel that is transported. On the other hand, the compression device, pre-loaded in advance, does not require any energy to achieve the necessary pressure increase, which would impose an additional load on the internal combustion engine.

Изменяемый вариант осуществления объема хранения требует, чтобы компрессионное устройство было расположено внутри контейнера для хранения. Таким образом, в случае, где предусмотрена разделительная перегородка, таковое может быть расположено внутри контейнера для хранения, чтобы конструктивно отделять компрессионное устройство от объема хранения.A variable embodiment of the storage volume requires the compression device to be located inside the storage container. Thus, in the case where a dividing wall is provided, such can be located inside the storage container in order to constructively separate the compression device from the storage volume.

Крайне компактная конструкция газового резервуара преимущественно обеспечивается тем самым. Это обусловлено тем обстоятельством, что, только снаружи, система хранения газа образована контейнером для хранения, наряду с тем, что требуемое компрессионное устройство расположено внутри контейнера для хранения. Более того это дает возможность использовать контейнер для хранения, который присутствует в любом случае и также подогнан под соответствующие требования для расположения компрессионного устройства. Кроме результирующей защиты компрессионного устройства, например, это также дает возможность компоновать пружинный элемент или вложенный амортизатор сжимаемой текучей среды между разделительной перегородкой и стенкой контейнера для хранения.The extremely compact design of the gas reservoir is advantageously ensured thereby. This is due to the fact that, only outside, the gas storage system is formed by the storage container, while the desired compression device is located inside the storage container. Moreover, this makes it possible to use a storage container, which is present in any case and also adapted to the relevant requirements for the location of the compression device. In addition to the resulting protection of the compression device, for example, it also makes it possible to assemble a spring element or an enclosed shock absorber of compressible fluid between the dividing wall and the wall of the storage container.

Предпочтительное усовершенствование этой разделительной перегородки предусматривает, что таковая выполнена по меньшей мере в некоторой области или областях в качестве упругой диафрагмы. Таким образом, указанная разделительная перегородка может иметь по меньшей мере одну упругую частичную область, которая дает соответствующий результат в качестве реакции на давление, приложенное газовым топливом, при вводе последнего. Здесь, необходимое смещение этой частичной области происходит против ее соответствующих восстанавливающих сил. В общем и целом, компрессионное устройство, таким образом, может предварительно нагружаться посредством упругого изменения формы диафрагмы при вводе газового топлива.A preferred improvement of this dividing wall provides that it is made in at least some area or areas as an elastic diaphragm. Thus, said dividing wall may have at least one elastic partial region, which gives a corresponding result in response to the pressure applied by the gas fuel when the latter is introduced. Here, the necessary displacement of this partial region occurs against its corresponding restoring forces. In general, the compression device can thus be preloaded by resiliently changing the shape of the diaphragm when introducing gas fuel.

Преимущество этого варианта осуществления состоит в его крайне простой конструкции, поскольку все, что требуется с этой целью, является разделительной перегородкой в качестве упругой диафрагмы по меньшей мере в частичной области. Требуемые восстанавливающие усилия указанной диафрагмы могут устанавливаться посредством соответствующих свойств материала и задания ее размеров. Диафрагма, например, является поверхностью по меньшей мере под биаксиальной механической нагрузкой, которая одновременно действует в качестве разделительного слоя относительно газового топлива. Ее выполнение в качестве упругой диафрагмы, более того, означает, что никаких дополнительных уплотнительных мер не требуется для сохранения газового топлива внутри объема хранения.An advantage of this embodiment is its extremely simple construction, since all that is required for this purpose is a dividing wall as an elastic diaphragm in at least a partial region. The required restoring forces of the specified diaphragm can be set by means of the corresponding material properties and setting its dimensions. The diaphragm, for example, is a surface at least under a biaxial mechanical load, which simultaneously acts as a separation layer relative to gas fuel. Its implementation as an elastic diaphragm, moreover, means that no additional sealing measures are required to preserve gas fuel inside the storage volume.

В еще одном полезном варианте осуществления, разделительная перегородка может быть присоединена к пружинному элементу. Этот вариант осуществления может использоваться в качестве альтернативного варианта осуществления для упругой диафрагмы, описанной выше, или в качестве дополнения к ней. В принципе, разделительная перегородка может нагружаться усилием пружины пружинного элемента, который предусматривает устройство накопления механической энергии. Таким образом, пружинный элемент может предварительно нагружаться посредством изменения положения разделительной перегородки при вводе топлива.In yet another useful embodiment, the partition wall may be attached to the spring element. This embodiment can be used as an alternative to the elastic diaphragm described above, or as a complement to it. In principle, the dividing wall may be loaded by the spring force of the spring element, which provides a mechanical energy storage device. Thus, the spring element can be preloaded by changing the position of the dividing wall during fuel injection.

В контексте полезной модели, изменение положения разделительной перегородки рассматривается по существу, как если бы оно являлось результатом ее полного смещения или результатом упругой деформации ее частичных областей.In the context of a utility model, a change in the position of the dividing wall is considered essentially as if it were the result of its complete displacement or the result of elastic deformation of its partial regions.

Таким образом, например, можно, чтобы разделительная перегородка была выполнена в качестве жесткого элемента, положение которого является изменяемым. Может быть выполнимо в виде поршня, который может перемещаться относительно частичной области компрессионного устройства. Здесь, подвижность происходит как за счет усилия пружины пружинного элемента, так и за счет давления хранения газового топлива. Направление соответствующего перемещения зависит от того, является ли оно операцией заправки или операцией отвода газового топлива, которая происходит на данный момент.Thus, for example, it is possible that the dividing wall was made as a rigid element, the position of which is variable. It can be made in the form of a piston, which can move relative to a partial region of the compression device. Here, mobility occurs both due to the spring force of the spring element, and due to the storage pressure of gas fuel. The direction of the respective movement depends on whether it is a fueling operation or a gas fuel removal operation that is currently taking place.

При заполнении объема хранения, пружинный элемент механически нагружается в соответствии с давлением, с которым газовое топливо вводится в объем хранения. Та поверхность разделительной перегородки, которая должна подвергаться давлению хранения, должна быть наделена размерами таким образом, чтобы усилие, являющееся результатом поверхностного давления или механического напряжения при заправке, была достаточна для предварительного нагружения пружинного элемента. Наоборот, динамическая жесткость пружинного элемента должна быть наделена размерами таким образом, чтобы этого было достаточно для создания необходимого давления при отводе газового топлива.When filling the storage volume, the spring element is mechanically loaded in accordance with the pressure with which gas fuel is introduced into the storage volume. The surface of the partition wall, which must be subjected to storage pressure, must be dimensioned so that the force resulting from surface pressure or mechanical stress during refueling is sufficient to preload the spring element. On the contrary, the dynamic stiffness of the spring element must be endowed with dimensions in such a way that this is sufficient to create the necessary pressure during the removal of gas fuel.

Практически неограниченный ход разделительной перегородки, тем самым, делается преимущественно возможным. При условии жесткого варианта осуществления разделительной перегородки, она может рассматриваться в качестве независимого от каких бы то ни было упругих свойств. Таким образом, даже небольшая поверхность, подвергаемая давлению хранения, достаточна для предоставления возможности высокого сжатия газового топлива с соответствующим повышением давления на протяжении достаточно длинного хода.The almost unlimited course of the dividing wall, thereby, is made predominantly possible. Under the condition of a hard embodiment of the separation wall, it can be considered as independent of any elastic properties. Thus, even a small surface subjected to storage pressure is sufficient to allow high compression of gas fuel with a corresponding increase in pressure over a sufficiently long stroke.

В принципе, разделительная перегородка может быть воплощена таким образом, что ее характеристики в качестве устройства накопления механической энергии могут привлекаться только когда требуется. Таким образом, например, изменение формы и/или изменение положения разделительной перегородки при заправке объема хранения может фиксироваться таким образом, чтобы изначально поддерживалось предварительное нагружение компрессионного устройства, создаваемое таким образом. Таким образом, введенное газовое топливо не подвергается непрерывно механическому напряжению восстанавливающей силой разделительной перегородки. Таким образом, повышение давления внутри объема хранения, являющееся результатом восстанавливающих сил разделительной перегородки, будет привлекаться управляемым образом. Это, например, может происходить, когда заранее заданное значение для требуемого давления хранения недонабрано.In principle, the dividing wall can be implemented in such a way that its characteristics as a mechanical energy storage device can only be attracted when required. Thus, for example, a change in shape and / or a change in the position of the dividing wall when refueling the storage volume can be fixed in such a way that the preliminary loading of the compression device thus created is initially supported. Thus, the introduced gas fuel is not continuously subjected to mechanical stress by the restoring force of the partition wall. Thus, the increase in pressure within the storage volume resulting from the restoring forces of the dividing wall will be controlled in a controlled manner. This, for example, can occur when a predetermined value for the desired storage pressure is unreadable.

Более того, разделительная перегородка также может перемещаться против сжимаемой текучей среды, которая действует на разделительную перегородку в форме вложенного амортизатора со стороны, противоположной газовому топливу. Более того, в тех случаях, когда разделительная перегородка выполнена в виде подвижного поршня, можно предусматривать любое передаточное отношение. Отношение в таком случае реализуется посредством поверхностей разного размера, которые подвергаются соответственно давлению хранения газового топлива или вышеуказанного амортизатора.Moreover, the dividing wall may also move against a compressible fluid that acts on the dividing wall in the form of an enclosed shock absorber from the side opposite to the gas fuel. Moreover, in cases where the dividing wall is made in the form of a movable piston, any gear ratio can be provided. The ratio in this case is realized by means of surfaces of different sizes, which are subjected, respectively, to the storage pressure of gas fuel or the above shock absorber.

В контексте полезной модели, компрессионное устройство, например, может быть расположено вне контейнера для хранения. В этом случае, оно присоединено к контейнеру для хранения таким образом, чтобы давление хранения, преобладающее в объеме хранения контейнера для хранения, также прикладывалось к компрессионному устройству. Получающееся в результате преимущество может рассматриваться в качестве полного использования контейнера для хранения в качестве объема хранения.In the context of a utility model, a compression device, for example, may be located outside the storage container. In this case, it is attached to the storage container so that the storage pressure prevailing in the storage volume of the storage container is also applied to the compression device. The resulting advantage can be considered as the full use of the storage container as the storage volume.

Предметная часть настоящей полезной модели показывает систему хранения газа для газового топлива, посредством которой, несмотря на улучшение энергетического баланса двигателя внутреннего сгорания, который должен работать, давление хранения, которое иначе убывало бы при отводе газового топлива, повышается. С этой целью, избыточная энергия, присутствующая при заправке, особенно полезно используется в форме давления для предварительного нагружения компрессионного устройства. Без какого бы то ни было дополнительного потребления энергии, в таком случае может использоваться повышающее давление действие компрессионного устройства. Тем самым, можно приводить любую часть газового топлива, которая все еще присутствует в объеме хранения, к достаточно высокому уровню давления, чтобы подавалось в двигатель внутреннего сгорания. Как результат, запас хода транспортного средства, работающего таким образом, значительно увеличивается.The subject of this utility model shows a gas storage system for gas fuel, through which, despite the improvement of the energy balance of the internal combustion engine, which should work, the storage pressure, which otherwise would decrease with the removal of gas fuel, rises. To this end, the excess energy present during refueling is particularly useful in the form of pressure for pre-loading the compression device. Without any additional energy consumption, then the pressure-boosting action of the compression device can be used. Thus, it is possible to bring any part of the gas fuel that is still present in the storage volume to a sufficiently high pressure level to be supplied to the internal combustion engine. As a result, the power reserve of a vehicle operating in this way is greatly increased.

Методологическая часть полезной модели, более того, показывает способ, который используется для работы системы хранения газа, описанной выше, для газового топлива. С этой целью, система хранения газа имеет изменяемый объем хранения для приема и отвода топлива. Более того, предусмотрено компрессионное устройство, посредством которого давление хранения внутри объема хранения, которое убывает, по мере отвода газового топлива, введенного в объем хранения, может повышаться, когда требуется. В этом случае, компрессионное устройство имеет разделительную перегородку, которая может подвергаться, на одной стороне, давлению хранения введенного топлива.The methodological part of the utility model, moreover, shows a method that is used to operate the gas storage system described above for gas fuel. To this end, the gas storage system has a variable storage volume for receiving and removing fuel. Moreover, a compression device is provided by which the storage pressure inside the storage volume, which decreases as the gas fuel introduced into the storage volume is removed, can increase when required. In this case, the compression device has a dividing wall, which may be subjected, on one side, to the storage pressure of the introduced fuel.

Согласно полезной модели, компрессионное устройство может быть предварительно нагружено посредством ввода топлива в объем хранения. Здесь, усилие реакции на давление хранения может вырабатываться посредством разделительной перегородки. Таким образом, объем хранения преимущественно может меняться посредством предварительного нагружения и/или разгрузки компрессионного устройства.According to a utility model, the compression device may be preloaded by introducing fuel into the storage volume. Here, the reaction force to the storage pressure can be generated by means of a dividing wall. Thus, the storage volume can advantageously vary by preloading and / or unloading the compression device.

Согласно еще одной полезной мере, предусмотрено, что разделительная перегородка выполнена в по меньшей мере некоторой области или областях в виде упругой диафрагмы, предоставляя компрессионному устройству возможность предварительно нагружаться посредством упругого изменения формы диафрагмы при вводе топлива.According to another advantageous measure, it is provided that the dividing wall is made in at least some region or regions in the form of an elastic diaphragm, allowing the compression device to be preloaded by resiliently changing the shape of the diaphragm during fuel injection.

В качестве дополнительной или альтернативной полезной меры, разделительная перегородка может быть присоединена к пружинному элементу. Указанный пружинный элемент, в таком случае может предварительно нагружаться посредством изменения положения разделительной перегородки при вводе топлива.As an additional or alternative useful measure, a dividing wall may be attached to the spring element. The specified spring element, in this case, can be preloaded by changing the position of the dividing walls when introducing fuel.

Преимущества, являющиеся результатом вышеуказанных мер, уже были в достаточной мере описаны выше в контексте сущности настоящей полезной модели, а потому, на данный момент, внимание привлечено к указанным формулировкам.The benefits resulting from the above measures have already been adequately described above in the context of the essence of this utility model, and therefore, at the moment, attention has been drawn to these formulations.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Дополнительные полезные детали и результаты полезной модели подробнее пояснены ниже посредством двух иллюстративных вариантов осуществления, показанных на следующих фигурах, из которых:Additional useful details and utility model results are explained in more detail below by means of two illustrative embodiments shown in the following figures, of which:

фиг. 1 показывает схематичный продольный разрез системы хранения газа согласно полезной модели для газового топлива, иFIG. 1 shows a schematic longitudinal section of a gas storage system according to a utility model for gas fuel, and

фиг. 2 показывает альтернативный вариант осуществления системы хранения газа согласно полезной модели для газового топлива по фиг. 1, проиллюстрированный идентичным образом.FIG. 2 shows an alternative embodiment of a gas storage system according to the utility model for gas fuel of FIG. 1, illustrated in an identical manner.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS FOR USING THE USEFUL MODEL

Фиг. 1 - схематичная иллюстрация системы 1 хранения газа согласно полезной модели для газового топлива A. Система 1 хранения газа содержит контейнер 2 для хранения, который, в данном случае, показан в продольном разрезе системы 1 хранения газа. Со ссылкой на иллюстрацию по фиг. 1, контейнер 2 для хранения имеет объем 3 хранения, расположенный слева в его внутренней части. Объем 3 хранения служит для приема и отвода газового топлива A. В данном случае, газовое топливо A указано внутри объема 3 хранения.FIG. 1 is a schematic illustration of a gas storage system 1 according to a utility model for gas fuel A. The gas storage system 1 comprises a storage container 2, which, in this case, is shown in longitudinal section of a gas storage system 1. With reference to the illustration of FIG. 1, the storage container 2 has a storage volume 3 located on the left in its inner part. The storage volume 3 is for receiving and discharging gas fuel A. In this case, gas fuel A is indicated inside the storage volume 3.

Контейнер 2 для хранения имеет впускное сопло 4 и выпускное сопло 5. Оба сопла 4, 5 расположены, чтобы проходить через стенку контейнера 2 для хранения, и они присоединяют объем 3 хранения к внешней среде (не показана детально). Таковая является заправочной станцией для газового топлива, которое проходит в объем хранения через впускное сопло 4. В этом случае, она также включает в себя двигатель внутреннего сгорания (не показанный детально). Последний питается газовым топливом A через выпускное сопло 5.The storage container 2 has an inlet nozzle 4 and an outlet nozzle 5. Both nozzles 4, 5 are arranged to pass through the wall of the storage container 2, and they attach the storage volume 3 to the external environment (not shown in detail). This is a gas fuel station that passes into the storage volume through the inlet nozzle 4. In this case, it also includes an internal combustion engine (not shown in detail). The latter is powered by gas fuel A through the exhaust nozzle 5.

Более того, предусмотрено компрессионное устройство 6 и, в данном случае, расположено внутри контейнера 2 для хранения. Компрессионное устройство 6 выполнено с возможностью повышения давления P хранения внутри объема 3 хранения, указанное давление убывает по мере отвода газового топлива A, введенного в объем 3 хранения. С этой целью, компрессионное устройство 6 имеет разделительную перегородку 7, которая может перемещаться относительно контейнера 2 для хранения, и которая предварительно нагружена на одной стороне давлением P хранения газового топлива A. Таким образом, имеющийся в распоряжении объем 3 хранения ограничен частичной площадью стенки контейнера 2 для хранения и разделительной перегородки. Следовательно, объем 3 хранения является изменяемым, можно изменять объем 3 хранения посредством предварительного нагружения и/или разгрузки компрессионного устройства 6.Moreover, a compression device 6 is provided and, in this case, is located inside the storage container 2. The compression device 6 is configured to increase the storage pressure P inside the storage volume 3, this pressure decreases as the gas fuel A introduced into the storage volume 3 is removed. To this end, the compression device 6 has a dividing wall 7, which can be moved relative to the storage container 2, and which is preloaded on one side by the gas fuel storage pressure P A. Thus, the available storage volume 3 is limited by the partial wall area of the container 2 for storage and dividing walls. Therefore, the storage volume 3 is variable, the storage volume 3 can be changed by preloading and / or unloading the compression device 6.

Пружинный элемент 8 расположен на боковой стороне разделительной перегородки 7, обращенной от газового топлива A. В этом случае, пружинный элемент 8 продолжается между указанной боковой стороной разделительной перегородки 7 и частью стенки контейнера 2 для хранения в области компрессионного устройства 6. Это дает компрессионному устройству 6 возможность предварительно нагружаться посредством ввода топлива A в объем 3 хранения. Причиной для этого является повышение давления P хранения по мере того, как объем 3 хранения заполняется газовым топливом A, указанное давление действует на боковую сторону разделительной перегородки 7. Расположение пружинного элемента 8 означает, что разделительная перегородка 7 выполнена с возможностью создания усилия R реакции, в виде противодавления, на давление P хранения, указанное усилие реакции является результатом пружинного элемента 8, который, в данном случае, сжат.The spring element 8 is located on the side of the separation partition 7 facing away from the gas fuel A. In this case, the spring element 8 extends between the specified side of the separation partition 7 and the wall portion of the storage container 2 in the area of the compression device 6. This gives the compression device 6 the ability to preload by introducing fuel A into storage volume 3. The reason for this is to increase the storage pressure P as the storage volume 3 is filled with gas fuel A, the specified pressure acts on the side of the dividing wall 7. The location of the spring element 8 means that the dividing wall 7 is configured to create a reaction force R, in in the form of back pressure, on the storage pressure P, the indicated reaction force is the result of the spring element 8, which, in this case, is compressed.

В альтернативном варианте осуществления, система 1 хранения газа по фиг. 1 может быть видна на фиг. 2. Для получения компрессионного устройства 6, разделительная перегородка 7 здесь выполнена в качестве упругой диафрагмы, по меньшей мере в некоторой области или областях. В данном случае, поэтому, нет дополнительного пружинного элемента 8, и альтернативное компрессионное устройство 6, таким образом, может предварительно нагружаться посредством упругого изменения формы разделительной перегородки 7, выполненной в качестве диафрагмы, при вводе топлива A. Посредством упругого изменения формы разделительной перегородки 7, выполненной в качестве диафрагмы, подобным образом можно создавать усилие R реакции, которое является результатом восстанавливающих сил упругой диафрагмы.In an alternative embodiment, the gas storage system 1 of FIG. 1 can be seen in FIG. 2. To obtain a compression device 6, the dividing wall 7 here is made as an elastic diaphragm in at least some area or areas. In this case, therefore, there is no additional spring element 8, and the alternative compression device 6 can thus be preloaded by resiliently changing the shape of the dividing wall 7, made as a diaphragm, when introducing fuel A. By resiliently changing the shape of the dividing wall 7, made as a diaphragm, similarly, it is possible to create a reaction force R, which is the result of the restoring forces of the elastic diaphragm.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙLIST OF REFERENCE POSITIONS

1 Система хранения газа1 gas storage system

2 Контейнер для хранения системы 12 Container for system storage 1

3 Объем хранения контейнера 23 Storage capacity of container 2

4 Впускное сопло в контейнере 24 Intake nozzle in container 2

5 Выпускное сопло в контейнере 25 Discharge nozzle in container 2

6 Компрессионное устройство6 Compression device

7 Разделительная перегородка устройства 67 Device partition 6

8 Пружинный элемент устройства 68 Spring element of the device 6

A Топливо, газовоеA Fuel, gas

P Давление для хранения в объеме 3P Storage pressure 3

R Усилие реакцииR Reaction force

Claims (3)

1. Система хранения газа для газового топлива (A), содержащая контейнер (2) для хранения, который имеет изменяемый объем (3) хранения для приема и отвода топлива (A), при этом предусмотрено компрессионное устройство (6), которое содержит разделительную перегородку (7), которая может подвергаться на одной стороне давлению (P) хранения введенного топлива (A), и выполнено с возможностью повышения давления (P) хранения внутри объема (3) хранения, которое уменьшается при отводе топлива (A), введенного в объем (3) хранения,1. A gas storage system for gas fuel (A), comprising a storage container (2) that has a variable storage volume (3) for receiving and removing fuel (A), wherein a compression device (6) is provided that comprises a dividing wall (7) which can be stored on one side with the storage pressure (P) of the introduced fuel (A), and is configured to increase the storage pressure (P) inside the storage volume (3), which decreases with the removal of the fuel (A) introduced into the volume (3) storage, отличающаяся тем, чтоcharacterized in that компрессионное устройство (6) может быть предварительно нагружено посредством ввода топлива (A) в объем (3) хранения, а разделительная перегородка (7) выполнена с возможностью создания усилия (R) реакции на давление (P) хранения, при этом объем (3) хранения может меняться посредством предварительного нагружения и/или разгрузки компрессионного устройства (6).the compression device (6) can be preloaded by introducing the fuel (A) into the storage volume (3), and the partition wall (7) is configured to create a reaction force (R) to the storage pressure (P), while the volume (3) storage can be changed by preloading and / or unloading the compression device (6). 2. Система хранения газа по п. 1, в которой разделительная перегородка (7) выполнена в некоторой области или областях в виде упругой диафрагмы, при этом компрессионное устройство (6) может быть предварительно нагружено посредством упругого изменения формы диафрагмы при вводе топлива (A).2. The gas storage system according to claim 1, in which the dividing wall (7) is made in some area or areas in the form of an elastic diaphragm, while the compression device (6) can be preloaded by elastic changes in the shape of the diaphragm during fuel injection (A) . 3. Система хранения газа по п. 1 или 2, в которой разделительная перегородка (7) присоединена к пружинному элементу (8), при этом пружинный элемент может быть предварительно нагружен посредством изменения положения разделительной перегородки (7) при вводе топлива (A).
Figure 00000001
3. The gas storage system according to claim 1 or 2, in which the dividing wall (7) is attached to the spring element (8), while the spring element can be preloaded by changing the position of the dividing wall (7) during fuel injection (A).
Figure 00000001
RU2014124941/06U 2013-06-19 2014-06-18 GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL RU150877U1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013211483.4 2013-06-19
DE102013211483.4A DE102013211483B4 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Gas storage system for gaseous fuels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU150877U1 true RU150877U1 (en) 2015-03-10

Family

ID=52010339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014124941/06U RU150877U1 (en) 2013-06-19 2014-06-18 GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013211483B4 (en)
RU (1) RU150877U1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018215132A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Ford Global Technologies, Llc High pressure pump for a fuel supply to an internal combustion engine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2604230A (en) 1948-04-28 1952-07-22 Payne William Harvey Liquid supply tank
US3097768A (en) * 1960-01-11 1963-07-16 Aerojet General Co Fluid storage vessel
US5253682A (en) 1991-12-13 1993-10-19 Haskett Carl E Free piston gas delivery apparatus and method
US5454408A (en) 1993-08-11 1995-10-03 Thermo Power Corporation Variable-volume storage and dispensing apparatus for compressed natural gas
US5868122A (en) 1997-12-30 1999-02-09 Westport Research Inc. Compressed natural gas cylinder pump and reverse cascade fuel supply system
DE50204388D1 (en) 2002-01-30 2006-02-09 Ford Global Tech Llc Method for operating an internal combustion engine with natural gas
DE102006048498A1 (en) 2006-10-13 2008-04-17 Daimler Ag A spark-ignited internal combustion engine operable with gaseous fuel with a fuel supply system and method for operating an internal combustion engine
DE102007004456A1 (en) 2007-01-30 2008-07-31 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Drive unit for e.g. passenger car, has drive to which compressed combustible natural gas is provided as fuel, and hydraulic or pneumatic drive provided with pressurized fluid, where common pressure tank is provided for gas and fluid
JP5882019B2 (en) 2011-10-17 2016-03-09 株式会社日立製作所 Inverter-driven rotating electrical machine testing method and rotating electrical machine testing method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013211483B4 (en) 2019-07-11
DE102013211483A1 (en) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9458805B2 (en) Method and apparatus for pumping fuel to a fuel injection system
US5884488A (en) High pressure fuel supply system for natural gas vehicles
US6663350B2 (en) Self generating lift cryogenic pump for mobile LNG fuel supply system
US9188069B2 (en) Gaseous fuel system, direct injection gas engine system, and method
US20040105759A1 (en) High pressure pump system for supplying a cryogenic fluid from a storage tank
US20140182559A1 (en) Gaseous Fuel System, Direct Injection Gas Engine System, and Method
CN104884799A (en) Low temperature liquefied gas intake/discharge valve, reciprocating pump, and fuel gas supply device
US9732713B2 (en) Purge system for a dual-fuel engine
CN102782285A (en) Combustion pressure control device
JP2017210962A (en) Fuel or lubricant pump for large-sized two-stroke compression ignition internal combustion engine
EP2180174A1 (en) A fluid accumulator arrangement for an internal combustion engine
US11092289B2 (en) Cryogenic tank assembly with a pump drive unit disposed within fluid storage vessel
US20140261304A1 (en) High pressure direct injected gaseous fuel system and retrofit kit incorporating the same
RU150877U1 (en) GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL
CN109906314B (en) Bubble-free low-pressure pump for liquefied gas
US10774820B2 (en) Cryogenic pump
CN212318180U (en) Novel on-vehicle gas cylinder assembly of LNG
KR101199319B1 (en) Fuel tank for gas fuel vehicles and fuel charge method thereof
CN1757900B (en) Intake manifold with air vessel for an internal combustion engine
KR100489132B1 (en) Apparatus of bombe
RU2685435C2 (en) Method of work of direct injection fuel pump, fuel system (options) and direct injection fuel pump system
US10190556B2 (en) System and method for lubricating a cryogenic pump
US11885284B2 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine, in particular for a hydrogen combustion engine
RU2544116C1 (en) Valve and engine nozzle driving method
CN221322554U (en) Air inlet structure of hydrogen engine